Im Jahr 2004 wurde in der Forschung der Zahnheilkunde ein neues Material entdeckt. Es gilt seitdem als „revolutionärer Stoff“. Man stellt die Entdeckung auf die gleiche Stufe wie die Entdeckung des Kunststoffs in der Zahntechnik. Überdies soll diese Wundersubstanz auch eine Alternative zu Antibiotika sein. Wie es scheint, hat man hier den Teufel mit dem Beelzebub ersetzt. Denn das Material, um das es sich hier handelt, war den Menschen 2004 noch kein großer Begriff. Heute aber schon, denn der Name dieses neuen Wunderstoffes ist Graphenoxid!
➥ Autor: Barbara M. Thielmann
Was ist Graphenoxid in der Zahnmedizin?
Graphen ist ein neues Material, das im Jahr 2004 entdeckt wurde. Graphenoxid ist eine Kombination aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Seine wichtigsten physikalischen Eigenschaften sind Plastizität, Flexibilität und zur gleichen Zeit Kraft. Die einzigartigen Eigenschaften dieses Nanomaterials weckten damals die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler in verschiedenen Bereichen, so auch im Bereich der Stomatologie. Die Stomatologie (griechisch στόμα stóma, deutsch ‚Mund‘ und λόγος lógos, deutsch ‚Wort‘, ‚Lehre‘) ist die Wissenschaft der Heilkunde der Krankheiten der Mundhöhle, also der Mund-, Kiefer- und Zahnmedizin. Nebenbei ist Stomatologe auch ein Alternativbegriff für Zahnarzt. So bezeichnet man auch das Zahn-Mund-Kiefer-System als stomatognathes System.
Da der Stoff sehr stark war, schlugen die Forscher vor, dass man ihn als Material für Zahnfüllungen verwenden solle.
Denn während einer Mahlzeit machen wir mehr als 800 Kaubewegungen, weshalb die Füllungen aus verschiedenen Komponenten, die nicht stark genug sind, allmählich zerstört werden. Die üblichen Metallfüllungen werden von Korrosion betroffen, was ihre Lebensdauer verkürzt. Dank seiner einzigartigen Struktur ist Graphen sehr stark – fast 200-mal stärker als Stahl. Eine der anderen Besonderheiten ist die Fähigkeit, der Korrosion zu widerstehen, sodass diese praktisch wegfällt. Bevor man Graphenoxid in der Stomatologie anwendete, führten die Forscher eine Reihe von Studien durch, deren Hauptzweck die Bestimmung der Toxizität des Materials wurde.
Drei Arten von Graphenoxid
In biochemischen Labors wurden seine drei verschiedenen Formen getestet:
- mit Stickstoff dotiertes Graphen
- thermisch verwertetes Graphen und
- gewöhnliches Graphenoxid.
Die Ergebnisse zeigten, dass die ersten beiden Formen toxisch für die Zähne und Mundschleimhaut sind und ihre Zerstörung verursachen. Zur gleichen Zeit wurde bestätigt, dass gewöhnliches Graphenoxid für den Einsatz in der zahnärztlichen Praxis sicher sei und interessant genug, um weitere Studien damit zu machen.
Durch die Forschungen am neuen Material der chinesischen Experten aus dem Institut für Zahnmedizin an der Shanghai Jiao Tong Universität wurde eine weitere einzigartige Eigenschaft, nämlich Antibakterialität, entdeckt. Graphen kann demnach Bakterien (Kokken), die Erkrankungen des Zahnfleisches und Zähne erregen, töten. Dr. Zhyshenh Tang und seine Kollegen untersuchten, wie die Bakterien die Karies erregen, durch die Graphenoxid-Verbindungen beeinflusst werden können.
Um den Einfluss von Graphen auf drei Stämme von oralen Bakterien zu untersuchen, wurde im Labor ein Experiment durchgeführt. Die Ergebnisse waren beeindruckend! Durch Nanomaterialien wurden die Wände von Bakterien zerstört, was wiederum zu deren Tod führte.
Diese Studie zeigte auch, dass Graphenoxid eine schädliche Wirkung auf die Arten von Bakterien ausübt, die Resistenz gegen Antibiotika entwickelt haben. Deshalb kann man sicher sein, dass man Graphenoxid in der Zukunft als eine Alternative zu üblichen antibakteriellen Mitteln einsetzen wird. Soweit die Erkenntnisse von 2004. Die anderen „interessanten“ Eigenschaften dieses Materials fanden damals oder zumindest in diesen Bericht, (noch) keine Erwähnung.
Auch wichtig zu wissen ist, dass Graphen nicht nur in reiner Form, sondern auch als einer der Komponenten von anderen Dentalmaterialien verwendet wird. Dabei gewährt es ihnen diese neuen Qualitätseigenschaften. So könnte zum Beispiel eine Prothese, die sogar kleinste Teilchen von Graphenoxid beinhaltet, sobald sie im Mund ist, beginnen, dort vorhandene Krankheitserreger negativ zu beeinflussen…
Auch Lokalanästhetika (Ultracain, Mepivacain) können nun Graphenoxid enthalten. Besonders die zahnärztlichen Anästhetika wegen der antibakteriellen Nebenwirkung. So ist Ultracain ein Lokalanästhetikum, das mit Adrenalin versehen ist als Vasokonstringens. D.h.es legt ein Depot vor Ort an, damit es weniger blutet und die Betäubung länger hält. Allerdings aspirieren Zahnärzte immer, bevor sie injizieren, was sehr wichtig ist. Unter Aspiration versteht man in der Medizin das Ansaugen einer Substanz durch einen Sog, d.h. einen negativen Druck, bevor man ein Medikament injiziert. Etwas, dass bei den vielen „Laienspritzern“ bezüglich Coronaimpfung nicht der Fall war und zu den bekannten Nebenwirkungen führte, die harmloser, aber auch tödlich verlaufen konnten. Warum wurde nicht aspiriert oder zu selten? Weil die STIKO es so empfohlen hatte!
Die STIKO weist darauf hin, dass eine Aspiration vor der Injektion nicht notwendig ist und bei intramuskulären Injektionen vermieden werden soll, um Schmerzen zu reduzieren.
Welche Sprengkraft möglicherweise in dieser Aussage liegt, die auch auf der Seite des Robert-Koch-Institutes zu finden ist, muss noch durchdiskutiert werden. Dazu vielleicht in einem anderen Artikel mehr.
Zurück zur Graphenforschung in China. Zur gleichen Zeit wurden damals (bis heute) eine Vielzahl von weiteren zusätzlichen Studien durchgeführt, um die Zweckmäßigkeit der Anwendung von Graphen auch in anderen Medizinbereichen zu erforschen. Wie wir seit dem Bekanntwerden durch die Corona-Impfungen und Tests sehen, wohl auch mit Erfolg.
Graphen – eine Nanostruktur
Das, was sich da für die Zahnmedizin sehr revolutionär und vielversprechend anhört, hat aber wie gesagt verschiedene Perspektiven. Denn in den besagten Studien kam die magnetische Eigenschaft von Graphenoxid nicht zur Sprache oder Prüfung. Zumindest nicht offiziell. Wir wissen aber mittlerweile, dass eine der weiteren Eigenschaften dieser Nanostruktur die magnetische Auswirkung ist.
Wie können wir uns das vorstellen und was würde das im Bereich der Zähne für Nebenwirkungen mit sich bringen?
Je nach Form und Ausrichtung der Ränder weisen Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) ganz unterschiedliche Eigenschaften auf: sie können etwa elektrisch leitend, halbleitend oder isolierend sein.
Eine Eigenschaft war bisher aber praktisch unerreichbar: Magnetismus.
Empa-Forschern ist es nun gemeinsam mit Kollegen der Technischen Universität Dresden, der Aalto Universität in Finnland, dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz sowie der schweizerischen Universität Bern gelungen, auch Graphen diese Eigenschaft zu verleihen. Sie haben eine Nanostruktur gebaut, die magnetische Eigenschaften besitzt – und damit ein entscheidendes Bauteil für Spin-basierte Elektronik sein könnte, die bei Raumtemperatur funktioniert.
Wie haben sie das geschafft? Sie haben das Teilchen „frustriert“, indem sie an seinen Spin herangegangen sind. Die Drehung eines Elektrons um seine eigene Achse (Spin) bewirkt nämlich ein winziges Magnetfeld, ein magnetisches Moment. Wenn sich wie üblich zwei Elektronen mit gegensätzlichen Spins in einem Orbital eines Atoms befinden, so löschen sich diese Magnetfelder gegenseitig aus. Ist ein Elektron hingegen allein in seinem Orbital, so bleibt das magnetische Moment bestehen – und ein messbares Magnetfeld ist die Folge.
Dieses messbare Magnetfeld kann auch bei Überwachungen helfen. Sind genügend Nanostrukturen dieser Art im Körper, können sie angepeilt, bewegt und durch sie sogar Bilder gemacht werden, da Nano-Graphenflocken auch genutzt werden, um die Bildauflösung zu steigern. Wenn man bei einer Operation sehen möchte, was sich im Körper abspielt, sicher sehr sinnvoll. Aber das Anwendungsgebiet, das ist schon mal sicher, wird sich nicht auf die Medizin beschränken.
Und nun verbleiben wir mit der Frage, was wohl durch Nanopartikel dieser Art im Mund und den Zähnen, im Kiefer, alles erreicht werden könnte – in unmittelbarer Nähe zu den 12 Gehirnnerven, von denen ja auch einige direkt im Kieferbereich Resonanz haben, siehe Trigeminus und Fascialis.
Ein offener Dialog mit Zahnärzten und Zahntechnikern und mehr Aufklärung auf diesem Gebiet sind hier unbedingt angesagt.
Links zum weiterlesen Graphenstrukturen betreffend:
